Determinación de heterogeneidad y anisotropía en aluvión por micro-tomografía sísmica en cross-hole

• Autores: Imhof, A. L.; Calvo, C. A.; Martín, Adriana Elizabeth
• Año de publicación: 2012
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: artículo
• Materia: Geofísica; piezoeléctrico; heterogeneidad; anisotropía; tomografía; sísmica
• Institución: Universidad Nacional de La Plata

Con el propósito de analizar el comportamiento sísmico de muestras de suelo a escala de laboratorio; se desarrolló e implementó un sistema tomográfico basado en transmisión de ondas en el rango acústico en dominios bi-dimensionales con escasa cobertura espacial (cross-hole) para determinar diferentes propiedades de materiales granulares en general y en la detección de anomalías. El objetivo fué, a partir de la medición de ondas compresionales, detectar variaciones en el grado de compactación del mismo, buscando la determinación de heterogeneidad y anisotropía. Para los ensayos se utilizaron 14 piezocristales de propósito general de 6kHz de frecuencia resonante como emisores (7) y receptores (7) de ondas mecánicas en el rango acústico, montándose en lados opuestos en un marco rígido rectangular de madera blanda. El conjunto marco-sensores se introdujo en un recipiente metálico de forma cilíndrica que se llenó luego con arena clasificada de río. La emisión se generó con un pulser con pulsos rectangulares de hasta 400V de amplitud con un ancho de 10s y 10ms de repetición; aplicados directamente sobre los transductores. El receptor consistió en un amplificador de bajo ruido de dos canales con filtros pasa-altos de 100Hz a la entrada, con ganancias regulables aproximadamente entre los 40 y 80dB. Se conectó el sistema a un DSO Tektronix TDS 210 con interfase RS232 para almacenamiento de datos a PC. Los resultados posibilitaron detectar tanto heterogeneidad como anisotropía vertical en el material debido al peso de las capas suprayacentes (anisotropía por esfuerzo) que produjeron un aumento en la densidad del material y por lo tanto incremento de la velocidad y curvatura de rayos. Con los datos se pudo establecer una ley de incremento de velocidades en función de la profundidad.
In order to analyze the seismic behavior of soil samples at laboratory scale, it was developed and implemented a tomographic system based on wave transmission on the acoustic range in bi-dimensional domains with limited spatial coverage (cross-hole), to determine so different properties of granular materials in general, as anomaly detection, as well. The goal was to detect, from the measurement of compressional waves, variations in the degree of soil compaction, seeking for the determination of heterogeneity and anisotropy. For the tests, 14 general purpose 6kHz resonant frequency piezo crystals were used; 7 as sources and 7 as receivers of mechanical waves in the acoustic range, mounting them on opposite sides of a rectangular rigid frame of soft wood. The whole set of frame-sensors was placed inside a cylindrical-shaped metallic container filled later with classified river sand. The emission was generated by a Pulser with rectangular pulses of up to 400V amplitude and a 10ms width and 10ms repetition applied directly on the transducers. The receiver consisted of a two-channel low noise amplifier with high-pass filters of a 100Hz at the input, with adjustable gains ranging from approximately 40 to 80 dB. The system was connected to a Tektronix DSO TDS 210 with a RS232 interface for storing data on a PC. The results made it possible to detect both vertical heterogeneity and anisotropy in the material due to the weight of the overlying layers that produced an increase in material density and; therefore, an increase in the speed and curvature of the rays. With the data obtained, it could be established a law of increasing speed as a function of depth.
Asociación Argentina de Geofísicos y Geodestas